中小城鎮(zhèn)LNG與CNG供氣方案經(jīng)濟(jì)比擬

摘要：LNG與CNG非管輸供氣方案各有適用條件。本文對(duì)氣源價(jià)格、運(yùn)輸和儲(chǔ)配站的投資等經(jīng)濟(jì)方面的因素進(jìn)行分析，確定了影響方案選擇的主要因素：氣源價(jià)格、運(yùn)輸距離、供氣規(guī)劃、用氣規(guī)模。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?、輸配、LNG、CNG

為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)開(kāi)展需要、提高人民生活水平和保護(hù)環(huán)境，我國(guó)正在大力推廣使用天然氣。“西氣東輸〞、“俄氣南供〞及“LNG引進(jìn)〞等工程的方案和實(shí)施，為許多城市能夠用上天然氣創(chuàng)造了條件。大多數(shù)城市都已經(jīng)認(rèn)同了天然氣，在國(guó)家供氣規(guī)劃中的城市正在積極地為天然氣的到來(lái)做準(zhǔn)備，不在規(guī)劃中的城市也希望用上天然氣。

為了能使人們更快地用上天然氣，并為管輸天然氣的到來(lái)做好準(zhǔn)備，我們?cè)谌昵熬鸵M(jìn)和使用了CNG、LNG非管輸供氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)城市的天然氣供給。

LNG供氣技術(shù)隨著大型LNG接收站及LNG液化站的建設(shè)，其應(yīng)用條件已逐漸成熟。我們是否應(yīng)該采用LNG供氣方案，在什么條件下采用LNG供氣方案是應(yīng)該研討的問(wèn)題。

CNG與LNG非管輸供氣方案從技術(shù)的角度講是成熟的，都適用于不能或暫時(shí)無(wú)法通過(guò)長(zhǎng)輸管線供氣的中小城鎮(zhèn)，其主要環(huán)節(jié)有：生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、減壓或氣化、管道供氣等。在日本，經(jīng)大型LNG船運(yùn)到東京LNG接收站的LNG局部被分裝，通過(guò)LNG低溫槽車(chē)、火車(chē)或小型LNG輪船運(yùn)輸?shù)揭?guī)模較小、鋪設(shè)管線不經(jīng)濟(jì)的中小城鎮(zhèn)，較好的經(jīng)濟(jì)效果。這里僅從經(jīng)濟(jì)方面對(duì)影響方案選擇的主要因素加以探討，管道運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)的中小城鎮(zhèn)，在何種條件下選擇LNG或CNG方案。

一、氣源

CNG的生產(chǎn)是將低壓的天然氣壓縮成高壓狀態(tài)（20-25Mpa），便于運(yùn)輸。其生產(chǎn)設(shè)備投資本錢(qián)較小，運(yùn)行費(fèi)用較低。CNG供氣方案的這個(gè)特性，使著我們能較靈活地在靠近用氣城市的周?chē)x擇CNG生產(chǎn)地。尤其是對(duì)儲(chǔ)量較小的零散氣井的利用，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)更為突出。對(duì)有管道天然氣的城市燃?xì)夤竟┙o離市區(qū)較遠(yuǎn)的居民小區(qū)也是較經(jīng)濟(jì)的。

LNG的生產(chǎn)是將氣態(tài)的天然氣冷卻到液態(tài)（-162℃），由于凈化、液化工藝復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備投資較大，運(yùn)行費(fèi)用較高。LNG液化站一般應(yīng)建在氣井處，氣源充足，氣價(jià)低，LNG產(chǎn)量大，便于回收投資。LNG供氣方案的這個(gè)特性，使著LNG液化站一般距離用氣城市較遠(yuǎn)。在國(guó)內(nèi)用于非管道運(yùn)輸?shù)腖NG有兩種來(lái)源。一是即將建設(shè)的深圳、福建等大型LNG接收站，二是以小型零散氣井或放散氣開(kāi)發(fā)利用為目的的小型LNG站，如濮陽(yáng)液化站通過(guò)汽車(chē)運(yùn)輸，供給到了山東淄博、青島、江蘇蘇州、姜堰、浙江余姚、廣東的龍川等城市，供氣半徑達(dá)1500公里以上；新疆廣匯土哈LNG站，方案用火車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸距離達(dá)4000公里等。

由于LNG液化站和大型接收站的投資比CNG壓縮站要大得多，在此不予分析，我們僅對(duì)LNG和CNG的氣源地售價(jià)（調(diào)查或估算價(jià)格）給予比擬：表1

CNG與LNG價(jià)格〔約元/

Nm3〕

CNG北京壓縮站

CNG廊坊壓縮站

LNG濮陽(yáng)液化站

LNG深圳接收站

1.75

1.6

1.65

1.65

值得說(shuō)明的是如果是管輸氣作為CNG壓縮站的氣源，那么CNG售氣價(jià)與當(dāng)?shù)貧庠礆鈨r(jià)相關(guān)；如果是氣井氣直接做為CNG氣源，那么其售價(jià)就可能低很多。因此從氣源的角度看，CNG與LNG供氣方案相比，很難說(shuō)那個(gè)更好，需視具體條件比擬而定。

二、運(yùn)輸

CNG一般采用高壓氣瓶組槽車(chē)通過(guò)公路來(lái)運(yùn)輸。常用的槽車(chē)是由8只氣瓶組成，幾何容積為2.25m3/只，槽車(chē)在20Mpa壓力下的運(yùn)氣量為4550Nm3/輛；LNG一般采用低溫儲(chǔ)罐槽車(chē)通過(guò)公路、水路、鐵路來(lái)運(yùn)輸?，F(xiàn)階段我們低溫儲(chǔ)罐由內(nèi)、外殼組成，采用真空纖維絕熱技術(shù)，幾何容積為30-50

m3

〔這里按30

m3考慮〕，當(dāng)容積充裝率為90%時(shí)的運(yùn)氣量為16740

Nm3/輛。

兩類(lèi)槽車(chē)的投資如下表：　　表2

CNG與LNG槽車(chē)價(jià)格

（調(diào)查價(jià)格）

單車(chē)運(yùn)氣量

LNG槽車(chē)

CNG槽車(chē)

m3

（16740Nm3）

103萬(wàn)

18m3

（4550

Nm3）

80萬(wàn)

滿(mǎn)載總重量

比擬上表可發(fā)現(xiàn)，一車(chē)LNG相當(dāng)于3.68車(chē)CNG的運(yùn)輸量，但兩種槽車(chē)體積相同，滿(mǎn)載總重量接近，設(shè)備投資相近，這導(dǎo)致CNG供氣方案的運(yùn)輸設(shè)備投資及運(yùn)行本錢(qián)在相同條件下明顯地比LNG方案大。不過(guò)，運(yùn)輸距離對(duì)設(shè)備投資及運(yùn)行本錢(qián)有很大影響，下面我們結(jié)合具體的假設(shè)條件來(lái)進(jìn)行分析。情況1：　　假設(shè)LNG氣源地和CNG氣源地與用氣城市距離相同，往返為1000km；城市日用氣量為4萬(wàn)Nm3/天。那么　　表3

運(yùn)輸設(shè)備投資

LNG槽車(chē)27

CNG槽車(chē)18

每天往返次數(shù)

車(chē)輛

設(shè)備投資

308萬(wàn)元

1035萬(wàn)元

表4

運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)比擬

費(fèi)用

LNG

LNG單價(jià)

CNG

CNG單價(jià)

單車(chē)運(yùn)氣量

16740

Nm3

4550

Nm3

車(chē)輛折舊（10年）

9.2萬(wàn)元/年

0.0151元/

Nm3

10.36萬(wàn)元/年

0.0624元/

Nm3

車(chē)輛保險(xiǎn)及維修

1050元/月

0.0021元/

Nm3

1050元/月

0.0077元/

Nm3

養(yǎng)路費(fèi)

2750元/月

0.0081元/

Nm3

2640元/月

0.0193元/

Nm3

運(yùn)輸人工費(fèi)

2000元/月

0.0040元/

Nm3

2000元/月

0.0146元/

Nm3

往返過(guò)路費(fèi)高速

1000元/趟

0.0597元/

Nm3

1000元/趟

0.2198元/

Nm3

油耗

1400元/1000km

0.0836元/

Nm3

1400元/1000km

0.3077元/

Nm3

車(chē)檢費(fèi)用

300元/年

0.0001元/

Nm3

300元/年

0.0002元/

Nm3

駕駛員補(bǔ)助

100元/人·趟

0.0060元/

Nm3

100元/人·趟

0.0220元/

Nm3

合計(jì)

0.1787元/

Nm3

0.6537元/

Nm3

比擬兩表中的投資及運(yùn)輸費(fèi)用，在長(zhǎng)距離運(yùn)輸條件下，LNG運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性明顯比CNG好。情況2：　　假設(shè)LNG氣源地與CNG氣源地距離相同，往返為200km；城市日用氣量為4萬(wàn)Nm3/天。那么　　表5

運(yùn)輸設(shè)備投資

LNG槽車(chē)27

CNG槽車(chē)18

每天往返次數(shù)

車(chē)輛

設(shè)備投資

205.3萬(wàn)元

575.6萬(wàn)元

表6

運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)比擬

（計(jì)算方法同表4）

費(fèi)用

LNG

LNG單價(jià)

CNG

CNG單價(jià)

單車(chē)運(yùn)氣量

16740

×2Nm3

4550×2

Nm3

合計(jì)

0.0405元/

Nm3

0.1467元/

Nm3

比擬兩表中的投資及運(yùn)輸費(fèi)用，在短距離運(yùn)輸條件下，LNG運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性也明顯比CNG好。情況3：　　不過(guò)，前面已提出，LNG氣源地一般較遠(yuǎn)，而CNG的氣源地相對(duì)較近。因此在比擬中我們應(yīng)充分考慮距離的因素。假設(shè)LNG氣源地與用氣地的往返距離為1000km，CNG氣源地距離用氣城市往返為200km；城市日用氣量為4萬(wàn)Nm3/天。那么

表7

運(yùn)輸設(shè)備投資

LNG槽車(chē)27

CNG槽車(chē)18

每天往返次數(shù)

車(chē)輛

設(shè)備投資

308萬(wàn)元

575.6萬(wàn)元

表8

運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)比擬

（參見(jiàn)表4、6）

費(fèi)用

LNG

LNG單價(jià)

CNG

CNG單價(jià)

單車(chē)運(yùn)氣量

16740

Nm3

4550×2

Nm3

合計(jì)

0.1787元/

Nm3

0.1467元/

Nm3

由兩表可看出，在假設(shè)運(yùn)輸距離條件下，CNG方案的經(jīng)濟(jì)性要好于LNG。

舉例說(shuō)明，假設(shè)廊坊到A市的距離為100km，濮陽(yáng)到A市的距離為500km，CNG與LNG的氣源地購(gòu)置價(jià)均為1.6元，那么CNG到A市的價(jià)格為1.747元/

Nm3；LNG到A市的價(jià)格為1.779元/

Nm3，CNG方案較優(yōu)。另外，如果A市在前期用氣規(guī)模不大的情況下，可適當(dāng)減少CNG車(chē)的數(shù)量（例如2輛），使前期投資下降300多萬(wàn)。在這種情況下，從運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤?，使用CNG供氣方案要優(yōu)于LNG方案。

假設(shè)廊坊和濮陽(yáng)到B市的距離均為500km，CNG與LNG的購(gòu)置價(jià)均為1.6元/

Nm3，那么CNG從廊坊到B市的價(jià)格為2.254元；LNG從到B市的價(jià)格為1.779元/

Nm3。假設(shè)B市日用氣量為40000Nm3，那么采用LNG方式一年的運(yùn)行費(fèi)用比CNG要節(jié)省近700萬(wàn)。

因此從運(yùn)輸?shù)慕嵌瓤?，如果CNG方案在運(yùn)輸距離上沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，那么采用LNG方案較好。用氣城市CNG價(jià)格=加氣站的氣源價(jià)+壓縮費(fèi)用+運(yùn)輸費(fèi)用+卸氣費(fèi)用

用氣城市LNG價(jià)格=LNG本錢(qián)+運(yùn)輸費(fèi)用+汽化費(fèi)用

從現(xiàn)有的LNG資源分析，濮陽(yáng)LNG出廠價(jià)1.65元/

Nm3、廣匯土哈LNG到達(dá)北京的本錢(qián)價(jià)約1.8元/

Nm3〔這里沒(méi)有計(jì)液化工廠的利潤(rùn)〕、LNG接收站的出廠價(jià)格應(yīng)該高于1.65元/

Nm3；CNG的壓縮綜合本錢(qián)〔按滿(mǎn)負(fù)荷計(jì)算〕約0.12元/

Nm3。

三、儲(chǔ)配站

在儲(chǔ)配站，CNG槽車(chē)中的燃?xì)庖话阈杞?jīng)兩級(jí)減壓至1.6Mpa左右，然后進(jìn)入儲(chǔ)罐或經(jīng)三級(jí)調(diào)壓器輸送至城市管網(wǎng)。CNG在減壓的過(guò)程中伴隨著溫度降低的過(guò)程，因此必須在兩級(jí)減壓前加熱。LNG槽車(chē)中的LNG經(jīng)槽車(chē)自身的自增壓系統(tǒng)增壓后，進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐中的LNG再經(jīng)自增壓系統(tǒng)壓入氣化器中氣化，經(jīng)調(diào)壓計(jì)量送入城市管網(wǎng)。由于涉及相變過(guò)程，為防止出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，還設(shè)置了BOG系統(tǒng)、放散系統(tǒng)、氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)等。儲(chǔ)配站涉及了許多投資及運(yùn)行費(fèi)用，不容易分析比擬。不過(guò)，CNG儲(chǔ)配站與LNG的主要差異在于儲(chǔ)罐、減壓、氣化等工藝設(shè)備的投資，所以我們僅對(duì)調(diào)壓計(jì)量前的工藝設(shè)備投資加以比擬。假設(shè)系統(tǒng)供氣設(shè)計(jì)能力為4000Nm3/h，日用氣量為4萬(wàn)Nm3。設(shè)備折舊10年。

表9

LNG主要設(shè)備投資表

（估算價(jià)格）

設(shè)備名稱(chēng)

型號(hào)

單價(jià)〔萬(wàn)元〕

數(shù)量〔臺(tái)〕

合計(jì)〔萬(wàn)元〕

LNG儲(chǔ)罐

100m3

（62000

Nm3）

190

空溫式氣化器

1000Nm3/h

8（4開(kāi)4備）

152

空溫式氣化器

500Nm3/h

水浴式氣化器

4000

Nm3/h

鍋爐氣化系統(tǒng)

管件儀表

200

BOG系統(tǒng)

總計(jì)

618

表10

CNG主要設(shè)備投資表

（估算價(jià)格）

設(shè)備名稱(chēng)

型號(hào)

單價(jià)〔萬(wàn)元〕

數(shù)量〔臺(tái)〕

合計(jì)〔萬(wàn)元〕

一、二級(jí)調(diào)壓器和換熱器

4000Nm3/h

160

伴熱鍋爐系統(tǒng)

3.0

球罐

2000m3（1.6Mpa）

260.0

780

合計(jì)

946

從主要設(shè)備的總投資來(lái)看，為到達(dá)相同的能力，LNG方案要優(yōu)于CNG方案。但以下因素可能會(huì)導(dǎo)致LNG方案不如CNG方案：

A、CNG方案僅經(jīng)過(guò)減壓過(guò)程，系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單；而LNG方案需經(jīng)過(guò)液態(tài)變氣態(tài)的過(guò)程，包括放散、BOG、氣化、自增壓、置換等，工藝復(fù)雜。這使著LNG方案在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備采購(gòu)等方面投入的時(shí)間、人力和財(cái)力都要比CNG方案多，并且由于設(shè)備多、管線復(fù)雜使得儲(chǔ)配站面積增大。

B、LNG氣化操作的復(fù)雜程度比擬高，這會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)配站運(yùn)行費(fèi)用比CNG方案高。

C、如果采用非管輸供氣只是暫時(shí)的，在較短時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)管道供氣，那么CNG方案是有利的。因?yàn)镃NG方案所建的球罐在管道供氣時(shí)仍可使用。

四、總結(jié)

通過(guò)上面的分析可知，CNG方案與LNG方案各有其適用條件，必須以實(shí)際條件為前提來(lái)選擇。影響方案選擇的外界因素主要有：

A、氣源價(jià)格：氣源價(jià)格是影響本錢(qián)的一個(gè)主要因素。一般條件下，CNG的出廠本錢(qián)比LNG低的較多。

B、距離：從上面的分析看，距離是影響方案選擇的一個(gè)非常重要因素。運(yùn)輸距離越遠(yuǎn)，LNG運(yùn)輸越有優(yōu)勢(shì)。

C、供氣規(guī)劃：考慮到當(dāng)?shù)貧庠促Y源、氣源價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)用、用氣規(guī)模、長(zhǎng)輸管道供氣的時(shí)間因素，應(yīng)適當(dāng)?shù)姆桨阜桨?。供氣?guī)模越大，天然氣的運(yùn)輸量也就越大，由于CNG、LNG槽車(chē)的價(jià)格差不多，用LNG方案投資比CNG要小的多，供氣的可靠性也就越強(qiáng)；適當(dāng)?shù)臍庠磧r(jià)格、和運(yùn)輸距離，CNG方案比擬經(jīng)濟(jì)、合理；長(zhǎng)輸管道

在何時(shí)通過(guò)也是影響方案選擇的一個(gè)主要因素。因?yàn)槿绻谳^短的時(shí)間內(nèi)即可長(zhǎng)輸管道供氣，CNG方案中的球罐可繼續(xù)發(fā)揮作用，CNG系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，可方便地挪為他用；對(duì)于用煤制氣的公司，如果在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍無(wú)管道供氣的可能，LNG是比擬適合的。

D、用氣規(guī)模：對(duì)于在一定時(shí)間內(nèi)有可能長(zhǎng)輸管道供氣的城市，暫時(shí)采用非管輸供氣，逐年用氣規(guī)模的大小對(duì)方案的選擇影響很大。對(duì)于剛開(kāi)發(fā)的且在三、四年內(nèi)能實(shí)現(xiàn)管輸供氣的城市，用CNG供氣方案可較快速地實(shí)現(xiàn)供氣。盡管CNG運(yùn)到儲(chǔ)配站的價(jià)格可能會(huì)高于LNG方案，但由于前幾年用氣量不大，且考慮到初投資及設(shè)備的使用連續(xù)性，選擇CNG方案會(huì)更好。對(duì)于短期內(nèi)用氣規(guī)模較大的城市，考慮到運(yùn)行費(fèi)用的原因，LNG方案可能是較好的選擇。